换热器制造中满足胀管率的机械胀接试验研究

1　引言管子管板的连接尤其是以胀接连接的失效泄漏为管壳式换热器的主要失效形式之一。到目前为止 ,国内外对换热器的胀接质量研究仍较少 ,尚未能有效地对其精确控制。胀接质量主要用密封强度和拉脱强度衡量 ,影响两者的因素基本一致。胀接质量影响因素主要有管子管板的材料、尺寸及其尺寸精度和形位精度、径向间隙和表面清洁程度、管子管板的硬度差 (一般以管板的硬度大于管子ＨＢ2 0～ 30以上为宜 )、管孔的开槽情况、表面粗糙度、胀接方法及其设备、操作顺序、胀管率等。在设计因素等确定时 ,尤以胀管率为主。为提高胀接质量 ,国内外研…     

换热管与管板胀接顺序对换热器胀接质量的影响

为研究换热管与管板胀接顺序对换热器胀接质量的影响.采用胀接参数化模拟研究方法对液压胀接进行可靠性研究,建立换热管-管板胀接的弹塑性参数化几何模型,对换热管-管板不同的胀接顺序进行研究,得到换热管残余等效应力、残余接触面应力大小及分布规律.研究表明保压阶段胀接顺序为外-中-内的等效应力最小;完全卸载后,胀接顺序为外-中-内的残余等效应力最小,残余接触面应力最大;胀接顺序为外-中-内时的胀接质量最好;胀接顺序不同时,同一结点处胀接压力卸载以后,对相邻换热管的紧密性和拉脱强度影响较大,距离管板越近,残余等效应力越大.研究结果为换热器最佳胀接性能优化及胀接质量的提高提供依据.     

换热管与管板液压胀接技术进展

换热管与管板接头是换热器中最容易发生失效的地方。换热管与管板连接接头的可靠性一直是管壳式换热器设计中受到重点关注的问题。目前常用的液压胀接技术是管壳式换热器换热管与管板连接技术的发展方向之一。换热管与管板接头胀接的研究主要从理论分析、有限元分析和试验研究三个方面进行。其理论分析的模型主要有换热管是单管,管板是无限平板模型和单管套筒模型。有限元分析模型主要有平面应力模型或平面应变模型、2D轴对称模型和3D模型。实验研究包括拉脱实验(压脱试验)、密封实验、应力腐蚀试验、X光衍射试验和应变测量等。通过这些试验来分析不同结构参数下胀接接头的连接强度和密封性能和胀后残余应力,并与理论分析的结果进行比较研究。     

管子管板重叠胀接工艺试验

某新型换热器管子管板的连接形式为液压＋机械重叠胀接,通过工艺试验分析了该种结构胀接接头的连接强度、密封性、管子变形等性能特点,并分析了该种胀接形式的可靠性。     

管子管板机械胀接工艺改进

胀接是管壳类换热器管子管板连接的主要形式,机械胀接以胀接效率高、接头连接强度大、生产成本低等优点被广泛采用。但是对于大直径、厚壁管的胀接,因为胀接扭矩大,胀接操作过程中容易挤压管子管板焊缝,影响产品质量。通过改造机械胀管器,避免了对管子管板焊缝的损伤,并通过宏观、微观检测以及拉脱力检测,验证了改造方案的可靠性,为解决类似问题提供借鉴。     

影响胀接结构可靠性的几个因素

运用弹塑性理论对换热器 (锅炉 )管子与管板胀接接头的胀接机理进行了较深入的探讨 ,对影响胀接接头连接可靠性的几个因素 ,从理论上作了分析并进行了实验验证 ,对目前的现行规范提出了修改意见 ,建议胀接连接方式可以扩大使用范围 ,并可改善换热设备的设计条件。     

先胀后焊连接中焊接对胀接连接强度的影响

以常见的低碳钢换热管与低合金钢管板胀焊连接接头为研究对象,采用有限元法进行了换热器管子与管板焊接过程的模拟,研究了焊接温度场作用下,不胀区长度Lx对先胀后焊接头胀接区残余接触压力的影响。计算结果表明焊接对胀接区的影响主要表现为胀接区接触范围及接触压力数值的减小,采用接头接触压力减小系数fpr和接触面积减小系数far来定量描述焊接对先胀后焊接头胀接区的影响,给出了焊接对先胀后焊接头中胀接区影响的定量数值。同时,研究结果表明,当增加不胀区长度Lx时,焊接对胀接区的影响有所减小。先胀后焊连接接头设计应考虑焊接对胀接的削弱作用,对于中等厚度的管板、胀接连接性能要求较高的胀焊接头,不推荐采用先胀后焊。     

铜制U形换热器制造焊接技术的研究

对于铜制换热器,其不锈钢管板和铜换热管连接通常采用强度胀接结构形式,强度胀质量较难控制。通过对比强度胀、金属胶+强度胀、强度焊+贴胀、堆焊+强度焊+贴胀4种方案,确定采用不锈钢管板上堆焊镍基焊材与铜管进行焊接+贴胀方案,成功完成铜制换热器的制作,为同类产品提供新型的制作工艺。     

双相不锈钢管与管板液压胀接技术

主要介绍换热器双相不锈钢换热管与管板之间的胀管工艺,采用液袋式超高压液压胀管机进行胀管试验,通过胀管后管外径与管板孔径之间的间隙值、胀管后检查以及拉脱力试验,从而确定最佳的胀接工艺参数。     

工作温度对换热管与管板胀接接头性能的影响

为验证胀接接头在经历实际运行的反复受热和冷却后的性能变化，对10^#+Q345R同类材质、S30403+Q345R异种材质的换热管与管板接头分别进行机械胀和液压胀，每组试件采用相同胀力或相近胀度，对比热振前后的密封性及拉脱应力。为验证10^#+Q345R同类材质换热管与管板液压贴胀接头在实际运行的高温下性能是否会下降，试件采用相同胀力胀接，对比室温、100,200,300℃下的拉脱应力。结果表明，工作温度确实会对胀接接头的性能产生不同程度的影响，换热管与管板接头的胀接应依据设备特性及两种胀接方法的优缺点，选择最优的胀接工艺。     

空间站充压管密封实验研究

充压管密封是利用可控制增压系统向密封管内供应气体,使密封管产生膨胀变形来实现密封。设计了充压管密封装置,介绍了充压管原理性泄漏率实验原理,建立了充压管原理性泄漏率实验系统。实验测试结果表明,充压管的密封能力取决于管内压力和被密封压力之差,通过控制充压管内的压力可以调节其密封能力,可以满足空间站密封的要求。     

几种换热管强化传热性能实验分析与比较

选择光管、螺纹管、波纹管换热器进行传热性能实验。实验结果表明波纹管换热器的总传热系数最大，其次是螺纹管，最小是光管；螺纹管的管内(热侧)压降最大，其次是波纹管，最小是光管；管外(冷侧)三种管型压降相差不大。最后确定波纹管为此次换热器改造的管型。     

换热器管子管板封口焊试验及应用

以碳钢换热管与不锈钢堆焊层的管子管板的封口焊为例，介绍了管子管板封口焊的焊接工艺制定及其产品的焊接。并通过一系列焊接工艺试验，确定采用管子内缩管板和高铬镍焊材及自动脉冲钨极氩弧焊方法，提高了管子管板的焊接质量和可靠性。     

管壳式换热器管束的约束条件对振动固有频率的影响

本文采用有限元方法,分析了管壳式换热器的换热管及管束的约束对其振动固有频率的影响。通过对比分析不同管板厚度下,单个换热管前三阶固有频率的变化特性,发现换热管的固有频率随着管板厚度的增加逐渐增加。分析了GB151-1999中给出的管束的振动特性,发现管束的固有频率在解析解频率附近范围内存在较多频率。因此,在计算换热管束振动特性时,为了获得较为精确的结果,采用有限元方法计算是有必要的。     

船用冷凝器换热管的失效分析

针对船用海水冷凝器铜合金换热管腐蚀失效的问题,对铜合金换热管进行了腐蚀失效分析,进行了换热管失效部位外观形貌分析;对失效的换热管和完好的换热管进行了材料化学成分分析,并与材料的化学成分标准值做了对比;运用扫描电镜对换热管失效部位腐蚀产物进行了射线能谱分析;进行了换热管失效部位腐蚀坑扫描电镜分析。研究结果表明,腐蚀是从换热管内部开始的,并且在换热管腐蚀部位没有检测到砷元素;结合铜合金在海水中的腐蚀失效机理可知,该海水冷凝器换热管失效为换热管材料中砷元素偏析导致的脱锌腐蚀。     

油管涂层的摩擦学性能实验研究

为了治理有杆泵井的管杆偏磨问题,在油管上喷涂了一层耐磨防腐涂层,并对比研究了抽油杆和油田常用的油管摩擦副及喷涂耐磨涂层后的油管摩擦副的摩擦磨损性能。结果表明:与45#钢对磨时,N80的耐磨性要比J55好;当45#钢与J55涂层油管对磨时,J55涂层油管的耐磨性比J55油管提高了5倍,并且配对的45#钢的磨损量也降低了1/2;因此45#钢与J55油管涂层配合使用时防偏磨效果十分理想。     

A theoretical study for the design of a new ballistic range

The ballistic range has long been employed in a variety of engineering fields such as high-velocity impact engineering, projectile aerodynamics, creation of new materials, etc, since it can create an extremely high-pressure state in very short time. Of many different types of ballistic ranges developed to date, two-stage light gas gun is being employed most extensively. In the present study, a theoretical work has been made to develop a new type of ballistic range which can easily simulate a flying projectile. The present ballistic range consists of high-pressure tube, piston, pump tube, shock tube and launch tube. The effect of adding a shock tube in between the pump tube and launch tube is investigated. This improvement is identified as the reduction in pressures in the high pressure tube and pump tube while maintaining the projectile velocity. Equations of motions of piston and projectile are solved using Runge-Kutta methods. Dependence of projectile velocity on various design factors such as high pressure tube pressure, piston mass, projectile mass, area ratio of pump tube to launch tube and type of driver gas in the pump tube are also analyzed. Effect of various gas combinations is also investigated. Calculations show that projectile velocities of the order 8 km/sec could be achieved with the present ballistic range.     

压水堆核电厂蒸汽发生器传热管的降质问题

核电厂蒸汽发生器传热管的降质将影响到核电厂一回路边界的完整性。通过对蒸汽发生器传热管的降质模式进行分析，并对在役传热管无损检测技术应用以及寿命预测的介绍，从而针对产生的传热管降质的原因，采取相应的防护措施，确保蒸汽发生器传热管的安全运行。     

甲醇合成塔管板结构改进设计

甲醇合成塔管板结构设计是合成塔设计的关键。对某甲醇合成塔管板采用挠性过渡圆角结构,进行改进设计,以增加管板的挠性,同时应用有限元法对管板应力强度和换热管轴向稳定性进行分析。结果表明改进设计的管板过渡圆角处应力强度大大降低,换热管轴向压应力有所减小,提高了其抗压稳定性。研究结果为高温高压换热器管板结构优化设计提供了依据。     

基于ANSYS的飞机液压管路系统流固耦合分析

液压管路系统中存在结构和流体之间的耦合振动,因此,在研究管路的动态特性时需要考虑到流体对管路结构动态特性的影响。对液压管路系统的流固耦合特性做了分析研究,并应用有限元分析软件ANSYS对某一机型中一部分管路进行流固耦合仿真分析,分析了流固耦合作用对导管结构动态特性的影响,分析计算结果对优化管路系统和维护管路系统运行有一定的指导意义。